DE3245440A1

DE3245440A1 - Vorrichtung bei automatischer markierung laufend vorgeschobener baumstaemme

Info

Publication number: DE3245440A1
Application number: DE19823245440
Authority: DE
Inventors: Jan Erik 82200 Alfta Hedin
Original assignee: OESA AB
Current assignee: OESA AB
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1982-12-08
Publication date: 1983-06-30
Also published as: AU9160982A; FI70359C; FR2518446B1; FR2518446A1; FI824225A0; FI824225L; NO824209L; CA1189318A; SE441993B; AU549734B2; FI70359B; SE8107590L; US4476755A

Description

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Vorrichtung bei automatischer Markierung laufend vorgeschobener Baumstämme

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung b#i der automatischen Markierung von mit dem Wurzelende suerst laufend vorgeschobenen Baumstämmen mit Hilfe eira-er die Stammllnge kontinuierlich abtastenden Meßeinrichtung, z,B. eines längs dem Stamm rollenden Meßrades, für periodische Abgabe eines Querschneidimpulses zu einem Querschneidmittel zwecks dessen Betätigung, wenn Qurechneiden erfolgen soll, zu welchem Zweck ein ortsfester Detektor angeordnet ist, das eingehende Wurzelende abzutasten und dann ein Startsignal für die Meßfunkt-ion der Meßeinrichtung abzugeben»

Der Hintergrund der vorstehend beschriebenen bekannten Einrichtung ist folgender.

In der hochmechanisierten Porstwirtschaft wird heute,, außer vorbekannten Aufarbeitungsmaschinen,in großem Umfang ein Aggregat eingesetzt, das den Baum fällt ₉ ,einsieht, entästet und für Ablängung markiert sowie die Stöcke in Säge- bzw. Zellstoffholsstapel sortiert. Die Maschine wird nur von einem Mann bedient, der zu seiner Hilfe eine reichhaltige Automatik für sowohl Längenbestimmung als auch kontinuierliches Abtasten des Stammdurchmessers hat. Die Vorschubgeschwindigkeit des Baumes während des Entästungsmomentes kann über 2 m pro Sekunde betragen, was 2 cm pro hundertstel Sekunde entspricht. Trotz dieser hohen Vorschubgeschwindigkeit besteht gegenwärtig die Forderung, daß die Toleranz der Sägeholzlänge auf zwischen 0 und 5 cm über der programmierten Stocknennlänge zu begrenzen ist. Jeder Trennschnitt während der Markierung erfolgt mit einem Sägeschnitt annähernd quer zur Mittellinie des Stammes. Dadurch sind Start und. Sfcfqap für das längs dem Baumstamm rollende meßimpulsgebende Meßrad genau gesteuert.

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Am Anfang des Wurzelstockes ist jedoch die Situation für den Start der Meßausrüstung eine andere, da der Fällschnitt am Stubben aufgrund von Seitenwurzel, Wurzelverdickungen usw. oft in schrägem Winkel erfolgt. Die Unregelmäßigkeiten des Stammes beim Wurzelschnitt eignen sich außerdem für das impulsgebende Meßrad nicht als Ausgangspunkt. Es wurde früher versucht, dieses Problem durch Anwendung einer Fotozelle zu lösen, die dem Stamm zugewandt ist und die Meßfunktion einschaltet, wenn das Wurzelende des Baumes den Strahl zur Fotozelle bricht. Das impulsgebende Meßrad wird dann an einer Stelle weiter einwärts am Stamm angeordnet und von einer Impulsanzahl gestartet, die dem Abstand zwischen Fotozelle und Meßrad entspricht. Dieses Verfahren ist im Normalfall hinsichtlich akzeptabel richtigem Start für ..die _ Messung zufriedenstellend, auch wenn die Anweisungen vorschreiben, daß bei schräggeschnittener Endfläche das Messen vom Mittelpunkt der Fläche erfolgen soll.

Bei der Geschwindigkeit des Fällungsvorganges bei dein vorgenannten Maschinentyp kann jedoch der Baum zu Fall gebracht werden, bevor der Fällschnitt ganz durchgeführt ist. Dabei kommt es oft vor, daß ein relativ schmaler Faserstreifen mit einer Länge von 2 bis 3 dm von der Peripherie des Stubbens losgerissen wird und mit dem Baumteil mitfolgt. Wenn das Wurzelende des Baumes danach bei der Aufarbeitung die Fotozelle passiert, kann es leicht geschehen, daß der Faserstreifen in einer solchen Lage passiert, daß er die Strahlenbahn für die als Detektor dienende Fotozelle bricht und dadurch eine vorzeitige Funktion der Fotozelle gegenüber dem eigentlichen Baumwurζelende verursacht. Hierdurch wird die Meßausrüstung irregeführt und macht eine zu kurze Längenbestimmung des ersten Stockes, vom wirklichen Wurzelende gerechnet.

Die vorgenannte Ungelegenheit, die zu umfassendem Ausschuß von voll einwandfreiem Sägeholzmaterial führen kann, wird bei der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung dadurch beseitigt, daß ein weiterer Detektor neben dem ersten in

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Querrichtung des Stammes angeordnet ist, und die beiden Detektoren zusammen eine Gesamtbreite decken, die höchstens den Mindestwurzeldurchmesser für Sageholz beträgt, und die Meßeinrichtung angeordnet ist, ihre Meßfunktion ei»st zu beginnen, wenn Signale von beiden Detektoren auftreten, um eine Sicherheit gegen uneigentliche stellenweise Ausläufer

vom Wurzelende zu erhalten. _

Eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung ' ist nachstehend unter Bezugnahme auf die' beigefügte Zeichnung I beschrieben, in der · ?

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Baumes während der I Aufarbeitung ist, wo die Vorrichtung gemäß der Erfindung in der Meßausrüstung enthalten ist,· * * Fig. 2 in vergrößertem Maßstab das in Fig. 1 mit Strich- f punktkreis C markierte Teil mit zugehörigem elek- l_: trischem Prinzipplan zeigt, und .

Fig. 3 eine Endansicht des Teiles in Fig. 2, von der . j Linie II-II darin gesehen, ist.

Fig. 1 zeigt einen gefällten Baum 1, der mittels Entästungs- ||

werkzeugen 3 entästet und dabei zwischen Vorschubwalzen 2 i;

vorgeschoben wird. Gegen den Stamm 4 des Baumes rollt auf |*. übliche Weise ein Meßrad 5 mit fester Anordnung in Beziehung ■ p,

zu einer allgemein mit 6 bezeichneten ortsfesten Detektier- I,

einrichtung. Das Wurzelende des Stammes 'ist mit 7 bezeichnet, ί·:

und von ihm ragt ein beim Fällen des Baumes vom Stubben ft

losgerissener Zipfel 8 vor. Die mit einem Strichpunktkreis C μ

eingerahmten Einheiten sind in Fig. 2 in vergrößertem ff

Maßstab gezeigt. · f.!"_s

Die Detektiereinrichtung gemäß der Erfindung geht am deut- ' {.:/.

I·' lichsten aus Fig. 3 hervor. In der gezeigten Ausführungsfarm [':

kommen drei nebeneinander montierte Detektoren vom Fotozellen ii

typ mit Ruhestrom vor, d.h. Signal wird bei Brechung des Foto- |*>

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. 6.

zellenstrahles ausgelöst. Jeder Detektor besteht hier aus einer kombinierten Lichtquelle/Fotozelle 9a und einem Reflektor (Spiegel) 9t» mit jeweiligen Sonderbezeichnungen I-III auf je einer Seite der Bahn des Stammes 4. Die Strahlengänge sind durch Pfeile P angedeutet. Der von den beiden äußeren Detektoren 9aII-bII und 9aIII-bIII überbrückte Abstand beträgt höchstens den erwarteten Mindestdurchmesser des Wurzelendes für Sägeholz.

Ein an das Meßrad 5 gekuppelter Impulsgeber 10 ist gem. Fig. über eine Leitung L an eine Steuereinheit S angeschlossen, die auch Ausgangssignale der Detektoren (Fotozellen) über gesonderte Leitungen L, empfängt. Die Steuereinheit hat ferner einen Eingang für eine Leitung L von einer Steuer- tafel (nicht gezeigt) sowie einen Ausgang für eine Leitung L. zu einer (nicht gezeigten) Querschneideinrichtung.

Die Arbeitsweise ist für Markierung von Sägeholz, die durch Eindrücken eine der Sägeholzprogrammierungstasten gestartet wird, kurz folgende: Wenn beim Vorschub des Stammes k der Zipfel 8 des Wurzelendes in den Strahlengang für beispielsweise den mittleren Detektor 9al-bl (wie in den Figuren gezeigt) eintritt und dadurch den Strahlengang bricht, wird über die entsprechende Leitung L. Startsignal für die Meßfunktion des kontinuierlich rollenden Meßrades 5 (d.h. Abgabe von Meßimpulsen) in der Steuereinheit S abgegeben. Dieses einzige Startsignal ist jedoch zu schwach, d.h. es liegt unter einem in der Steuereinheit voreingestellten Schwellenwert, um die Meßfunktion ingangzusetzen. Wenn jedoch während des weiteren Stammvorschubes auch der Strahlengang für einen der anderen Detektoren gebrochen wird, dieses Mal durcüh das eigentliche Wurzelende 7, wird ein zweites Startsignal abgegeben, das zusammen mit dem ersten den genannten Schwellenwert überschreitet und dadurch die Meßfunktion startet. Das Meßrad, dessen Zählbetrag in der Steuereinheit auf seinen Abstand von der Detektiereinrichtung

voreingestellt wurde, gibt nun durch seinen Impulsgeber die restlichen Meßimpulse an, die erforderlich sind, damit ein Weiterschreiten zu dem der gewünschten Stocklänge entsprechenden Querschneidimpuls erhalten wird. Dieser betätigt dann das Querschneidmittel über die Leitung L₁ , so daß trotz

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dem vorspringenden Stammzipfel 8 die richtige Stocklänge erhalten wird. Es wird auch Sicherheit gegen Start der Meßfunktion für den Fall erhalten, daß ein Ast, Rindenschnitzel oder Schmutz auf einer Fotozelle oder einem Reflektor gelegentlich dem Wurzelende vorhergeht.

Durch Anwendung von drei Detektoren 9a,b ist offensichtlich gewährleistet, daß stets doppelte Startsignale erhalten werden, auch wenn das Wurzelende 7 infolge Stammkrümmung oder eines zwangsgesteuerten Schrägvorschubes seitwärts versetzt sein sollte. Auch bei Mindestdurchmesser des Wurzelendes wird dieses ja außer durch den mittleren Detektor auch von einem der beiden äußeren Detektoren gedeckt.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung hängt damit zusammen, daß wegen Mangel an Faserrohmaterial auch Zellstoffholzbäume mit sehr kleinem Durchmesser eingeschlagen werden, deren Wurzelschnittdurchmesser nicht mehr als nur einen Detektor zu decken vermag. Zu diesem Zweck können die Vorschubwalzen 2 mit einer Vorrichtung versehen sein (die alternativ eine freistehende Vorrichtung sein kann), die autmatisch abtastet, wenn ein eingestellter Mindestdurchmesser unterschritten wird, so daß nur ein Detektor betätigt zu werden braucht, um Startsignal zu erhalten. (Für diese dünnen Zellstoffholzbäume ist nämlich die Forderung genauer Messung nicht so groß wie für das wertvolle und gröbere Sägeholz). Das Aufarbeiten des Zellstoffholzbaumes kann dann über eine besondere Taste programmiert werden, wobei eine Bedingung eingeschaltet wird, die bedeutet, daß nur eine von mehreren Fotozellen betätigt zu werden braucht, damit Startsignal für Längenbestimmung ergehen soll.

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Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebene Ausführung form beschränkt. Es können beispielsweise nur zwei strategisch angeordnete Detektoren anstelle der drei gezeigten genügen. Auch mehr als drei Detektoren sind denkbar. Als Alternative zu den gezeigten, mit Reflektoren arbeitenden Fotozelüeneinheiten könnte die mehr traditionelle Einrich-tung mit Lichtquelle und Fotozelle auf je einer Seite der Bahn des Stammes angewendet werden. Der Fotozellendetektor kann im übrigen durch einen Detektor ersetzt werden,-der mit Ultraschall, Laser, hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Abtastelementen arbeitet. Es sind auch andere Modifikationen im Rahmen der Erfindung durch Austausch gewisser Komponenten gegen andere mit gleichwertiger oder gleicher Funktion denkbar. Die Einrichtung, daß erst das aweite Detektorsignal die Meßfunktion starten soll, kann auf mancherlei Weise variiert werden. Eine einfache Alternative zu der beschriebenen Addierung der Signale selbst ist, diese so wirken zu lassen, daß sie je einen von zwei in Reihe geschalteten Kontakten in einem unter Spannung gesetzten Betätigungskreis für die Meßfunktion schließen. Diese Methode würde auch die Unstellung zu Zellstoffholzablängung vereinfachen, da dann nur vorher der Kontakt geschlossen zu werden braucht, der dem oder den äußeren Detektor(en) entspricht. Eine rein elektronische Alternative zu den in Reihe geschalteten Kontakten ist ein UND-Tor.

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Claims

8 SA AB 'or ,-er. r.jt V/ KiJ Rutil - ne-Ä-ue- a? Po.tfech 500 Dipl.-lng. J- SCHM.UT-EVERS ö« Ρβ«·«0«Γ ί»-ί S - 822 00 Al ft «/Schweden Steinsdorfstr.10,8000 MÜNCHEN 22 Patentansprüche

1. Vorrichtung bei automatischer Markierung von mit dem Wurzelende zuerst laufend vorgeschobenen Baumstämmen (4), mit Hilfe einer die Stammlänge kontinuierlich abtastenden Meßeinrichtung (5), z.B. eines längs dem Stamm rollenden Meßrades, für periodische Abgabe eines Querschneidimpulses zu einem Querschneidmittel zwecks dessen Betätigung, wenn das Querschneiden erfolgen soll, wozu ein ortsfester Detektor (9al-bl) angeordnet ist, das eingehende Wurzelende (7) abzutasten und ein Startsignal für die Meßfunktion der Meßeinrichtung abzugeben, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Detektor (9aII-bII) neben dem ersten in Querrichtung des Stammes angeordnet ist, und beide Detektoren zusammen eine Gesamtbreite decken, die höchstens den Mindestwurzeldurchmesser für Sägeholz beträgt, und die Meßeinrichtung (5) so angeordnet ist, daß sie ihre Meßfunktion erst beginnt, wenn Signale von beiden Detektoren (9ar-bl und 9aII-bII) auftreten, um Sicherheit gegen uneigentliche, stellenweise Ausläufer (8) vom Wurzelende (7) zu biet-en.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-¹ zeichnet, daß ein dritter Detektor (9aIII-bIII) neben dem ersten Detektor (9al-bl) auf der entgegengesetzten Seite d+s zweiten Detektors (9aII-bII) angeordnet ist und zusammen mit diesen eine Gesamtbreite deckt, die höchstens gleich dem genannten Mindestwurzeldurchmesser zwecks Sicherung gegen seitlich versetzte Lage des Wurzelendes (7) aufgrund von Krummheit des Stammes oder zwangsgesteuertem Schrägvorschub ist, wobei jederzeit mindestens zwei der Detektoren das Wurzelende abtasten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß sie ein Mittel enthält, das bei Unterschreitung eines eingestellten Mindestdurchmessers

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des Wurzelendes, z.B. bei Zellstoffholzbäumen kleinen Durchmessers, dafür sorgt, daß nur einer der Detektoren (9al-bl, 9aII-bII oder 9aIII-bIII) für den Beginn der Messung betätigt zu werden braucht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Detektor aus einer Lichtquelle und einer Fotozelle, alternativ einem Reflektor (9b) und einer kombinierten Lichtquelle/Fotozelle (9a) besteht, die auf je einer Seite der Bahn des Baumstammes (4) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Detektor eine mit Ultraschall, Laser oder mechanischen Elementen, auch hydraulischen oder pneumatischen Elementen arbeitende Abtasteinrichtung ist.

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